chuyên đề nghiên cứu ipv6

-Những dạng dịch vụ mới đòi hỏi không gian địa chỉ IP cố định tỉ lệ sử dụng địachỉ/khách hàng là 1:1 và kết nối dạng đầu cuối– đầu cuối: dịch vụ DSL, cung cấp dịch vụ Internet qua đường

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện và hoàn thành tốt đồ án chuyên ngành này, em đã nhận được sựgiúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy cô và bạn bè thuộc Bộ môn Công nghệthông tin Trường Đại học Kinh tế quốc dân

Em xin cảm ơn các thầy cô của Bộ môn Công nghệ thông tin đã cung cấp cho

em những kiến thức vô cùng quý báu và cần thiết trong suốt thời gian học tập tạitrường để em có thể thực hiện và hoàn thành tốt đồ án chuyên ngành này

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô Cao Thu Hương đã tận tình hướng dẫn

và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án chuyên ngành

Tuy nhiên do giới hạn về mặt thời gian và kiến thức nên đồ án chắc chắn sẽkhông tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn Em rất mong nhận được sự thông cảm

và đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn

MỤC LỤC

Trang

Bảng hình vẽ ……… 2

Tóm tắt đề án ……… 3

Lời mở đầu ……… 4

Phần 1 :Giới thiệu về địa chỉ IP v6……… 5

1 1 Sự cạn kiệt địa chỉ IPv4:……… 5

1 2 Hạn chế về công nghệ và nhược điểm của IPv4……… 6

1 3 Mục tiêu trong thiết kế IPv6……… 6

1 4 Triển khai IPv6 toàn cầu……… 7

Phần 2:Lý thuyết về địa chỉ IP version 6………9

2 1 Tổng quan về địa chỉ IP v6……… 9

2 2 Cấu trúc địa chỉ IP version 6………12

2 2 1 Unicast Address ……… 12

2 2 2 Anycast Adderss ……… …… 14

2 2 3 Multicast Adderss ……… 15

2 3 Cấu trúc và đặc điểm các dạng địa chỉ Ipv6……… 16

2 3 1 Giới thiệu chung……… 16

2 3 2 Cấu trúc và đặc điểm của các dạng địa chỉ Ipv6………… 21

Phần 3: Hoạt động của IPv6 và các thủ tục cơ bản……… …33

3 1 Thủ tục ICMPv6……… 33

3 1 1 Giới thiệu……… 33

3 1 2 Thông điệp ICMPv6……… 34

3 1 3 Nhiệm vụ của ICMPv6……… 34

3 2 Thủ tục Multicast Listener Discovery(MLD)……… 36

3 2 1 Tổng quan về MLD……… 36

3 2 2 Trạng thái và cách cư xử của router……… 36

3 3 Thông điệp ICMPv6 sử dụng trong thủ tục MLD……… … 37

Phần 4: Công nghệ chuyển đổi giao tiếp IPV6-IPv4……… … 38

4 1 Tổng quan về công nghệ chuyển đổi IPv4/IPv6………38

4 2 Công nghệ đường hầm Tunnel……… 39

Tài liệu tham khảo ……… 41

BẢNG HÌNH VẼ

Hình 1 :Cấu trúc địa chỉ của Link Local ……… 12

Hình 2 : Cấu trúc địa chỉ của Site Local……… 12

Hình 3 : Cấu trúc địa chỉ IPX……… ……… 13

Hình 4 : Cấu trúc địa chỉ Ipv4 tương thích với IP v6 ………

13 Hình 5 : Cấu trúc của địa chỉ Ipv4 giả là Ipv6……… ……… 13

Hình 6 : Cấu trúc địa chỉ đơn hướng trên mạng toàn cầu……… …… 14

Hình 7: Cấu trúc địa chỉ Anycast ……… 14

Hình 8: Cấu trúc địa chỉ đa hướng……… 15

Hình 9: Cấu trúc địa chỉ MAC của LAN……… 15

Hình 10 : 3 phần của địa chỉ Unicast……… 23

Hình 11: Các loại địa chỉ local unicast…… ……… 24

Hình 12 : Kết nối trực tiếp 2 host dùng link local……… 25

Hình 13 : Các loại địa chỉ cần gán đối với một Site vào mạng Ipv6……… 26

TÓM TẮT ĐỀ ÁN

Phần 1:

Giới thiệu qua về địa chỉ ip version 6 Những hạn chế trong việc dùng

ip v4 và nhũng mục tiêu của Ipv6 trong tương lai

LỜI MỞ ĐẦU

Trong hơn hai thập kỷ, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ và trở nên

vô cùng thông dụng của Internet toàn cầu với giao thức IPv4 Khởi đầu từ những mạngnghiên cứu nhỏ đã trở thành mạng Internet toàn cầu mạnh mẽ, to lớn, kết nối phi địa lý,phi khoảng cách, cùng với sự phát triển vũ bão của máy tính và công nghệ thông tin.Kết nối mạng đã trở nên nhanh hơn, mạnh hơn hàng ngàn lần thời kỳ ban đầu, cùng với

sự đa dạng của công nghệ truyền dẫn, kết nối và dịch vụ cung cấp trên mạng

Trong bối cảnh phát triển của Internet, giao thức IPv4 với 32 bít địa chỉ vẫn tiếptục được sử dụng, hiện đang phục vụ tốt cho hoạt động mạng toàn cầu Tuy nhiên, IPv4

đã bộc lộ một số hạn chế, khiến những nhà nghiên cứu, những tổ chức tiêu chuẩn hóachịu trách nhiệm về hoạt động mạng toàn cầu nhận thấy cần có sự phát triển lên mộttầm cao hơn của giao thức Internet

Phần 1 :Giới thiệu về địa chỉ IP v6

1 1 Sự cạn kiệt địa chỉ IPv4:

Những thập kỷ vừa qua, do tốc độ phát triển mạnh mẽ của Internet, không gian địa chỉIPv4 đã được sử dụng trên 60% Những tổ chức quản lý địa chỉ quốc tế đặt mục tiêu “sửdụng hiệu quả ” lên hàng đầu

Những công nghệ góp phần giảm nhu cầu địa chỉ IP như NAT (công nghệ biên dịch để

có thể sử dụng địa chỉ IP private), DHCP (cấp địa chỉ tạm thời) được sử dụng rộng rãi.Tuy nhiên, hiện nay, nhu cầu địa chỉ tăng rất lớn:

-Internet phát triển mạnh tại những vùng dân cư đông đúc như Trung Quốc, Ấn Độ

-Những dạng dịch vụ mới đòi hỏi không gian địa chỉ IP cố định (tỉ lệ sử dụng địachỉ/khách hàng là 1:1) và kết nối dạng đầu cuối– đầu cuối: dịch vụ DSL, cung cấp dịch

vụ Internet qua đường cáp truyền hình, việc phát triển các mạng giáo dục, game trựctuyến, thiết bị di động tham gia vào mạng Internet, truyền tải thoại, audio, video trênmạng…

Thời điểm không gian địa chỉ IPv4 cạn kiệt hiện đang là một vấn đề chưa thống nhất vàgây nhiều tranh cãi

–Tháng 10/2003, BBC và một số hãng thông tấn đăng những bản tin phân tích rằngIPV4 sẽ chính thức cạn kiệt vào năm 2005

–Ngay sau đó, các tổ chức quản lý địa chỉ cấp vùng (RIR:Regional Internet Registry) đã

có những phản ứng, đưa ra những bài phân tích tính chưa chính xác của thông tin này

và khẳng định RIR sẽ còn đủ tài nguyên để tiếp tục cấp phát với tốc độ như hiện naytrong vòng 20 năm nữa, dựa trên những số liệu thống kê về địa chỉ IPV4 còn lại thờiđiểm đó và số lượng tiền tố địa chỉ được quảng bá trên bảng thông tin định tuyến toàncầu

–Tuy nhiên với tốc độ phát triển như hiện nay thì việc cạn kiệt nguồn tài nguyên này làkhông xa

1 2 Hạn chế về công nghệ và nhược điểm của IPv4:

Thế hệ địa chỉ IPv4 có những hạn chế thấy rõ sau:

– Cấu trúc định tuyến không hiệu quả : Địa chỉ IPv4 có cấu trúc định tuyến vừa phâncấp, vừa không phân cấp Mỗi router phải duy trì bảng thông tin định tuyến lớn, đòi hỏirouter phải có dung lượng bộ nhớ lớn IPv4 cũng yêu cầu router phải can thiệp xử lýnhiều đối với gói tin IPv4, ví dụ thực hiện phân mảnh, điều này tiêu tốn CPU của router

và ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý (gây trễ, hỏnggóitin)

-Hạn chế về tính bảo mật và kết nối đầu cuối - đầu cuối: Trong cấu trúc thiết kế của địachỉ IPv4 không có cách thức bảo mật nào đi kèm IPv4 không cung cấp phương tiện hỗtrợ mã hóa dữ liệu Kết quả là hiện nay, bảo mật ở mức ứng dụng được sử dụng phổbiến, không bảo mật lưu lượng truyền tải giữa các host

1 3 Mục tiêu trong thiết kế IPv6:

IPv6 được thiết kế với những tham vọng và mục tiêu như sau:

• Không gian địa chỉ lớn hơn và dễ dàng quản lý không gian địa chỉ

• Hỗ trợ kết nối đầu cuối-đầu cuối và loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT

• Quản trị TCP/IP dễ dàng hơn :DHCP được sử dụng trong IPv4 nhằm giảm cấu hìnhthủ công TCP/IP cho host IPv6 được thiết kế với khả năng tự động cấu hình, không cần

sử dụng máy chủ DHCP, hỗ trợ hơn nữa trong việc giảm cấu hình thủ công

• Cấu trúc định tuyến tốt hơn :cấu trúc định tuyên IPv6 hoàn toàn phân cấp

• Hỗ trợ tốt hơn Multicast: Multicast là một tùy chọn của địa chỉ IPv4, tuy nhiên khảnăng hỗ trợ và tính phổ dụng chưa cao

• Hỗ trợ bảo mật tốt hơn: IPv4 được thiết kế tại thời điểm chỉ có các mạng nhỏ, biết rõnhau kết nối với nhau Do vậy bảo mật chưa phải là một vấn đề được quan tâm Songhiện nay, bảo mật mạng internet trở thành một vấn đề rất lớn, là mối quan tâm hàngđầu

• Hỗ trợ tốt hơn cho di động: Thời điểm IPv4 được thiết kế, chưa tồn tại khái niệm vềthiết bị IP di động Trong thế hệ mạng mới, dạng thiết bị này ngày càng phát triển, đòihỏi cấu trúc giao thức Internet có sự hỗ trợ tốt hơn

1 4 Triển khai IPv6 toàn cầu

Tiêu chuẩn hóa và quản lý địa chỉ IPv6:

Tiêu chuẩn hóa IPv6:

- Ý tưởng về việc phát triển giao thức Internet mới được giới thiệu tại cuộc họp IETF

√ Đồng thời, rất nhiều RFC khác được công bố, định nghĩa tiêu chuẩn hóa cho nhữngchức năng của IPv6, mô tả phiên bản mới hỗ trợ IPv6 cho các dịch vụ như DNS,DHCP…

√ Thời điểm hiện nay, những tiêu chuẩn cơ bản cho hoạt động của giao thức Internetphiên bản 6 đã được hoàn thiện Tuy nhiên, chúng sẽ tiếp tục được sửa đổi nhằm đápứng yêu cầu thực tế, song song với việc phát triển đầy đủ những đặc tính mới trong giaothức IPv6

- Quản lý địa chỉ IPv6:

Cũng như không gian địa chỉ IPv4, địa chỉ IPv6 được quản lý bởi hệ thống phân cấp các

tổ chức quản lý địa chỉ toàn cầu Trong đó cấp quản lý cao nhất là IANA (InternetAssigned Numbers Authority), tiếp đó là các tổ chức quản lý địa chỉ khu vực (RIR–Regional Internet Registry):

- Khu vực Châu Á – Thái Bình Dương: APNIC http://www apnic net

- Khu vực Châu Âu : RIPE NCC http://www ripe net

- Khu vực Bắc Mỹ:ARIN http://www arin net

- Khu vực Mỹ Latinh và biển Caribe: LACNIC http://www lacnic net

Phần 2:Lý thuyết về địa chỉ IP version 6

2 1 Tổng quan về địa chỉ IP v6

Địa chỉ thế hệ mới của Internet –IP v6 (IP address version 6) được nhómchuyên trách về kĩ thuật IETF (Internet Engineering Task Force) của Hiệp hội Internet

đề xuất thực hiện kế thừa trên cấu trúc và tổ chức của Ipv4

Ipv4 có 32 bit địa chỉ với khả năng lý thuyết có thể cung cấp một không gianđịa chỉ là 232 =4 294 967 296 địa chỉ Còn Ipv6 có 128 bit địa chỉ hơn 4 lần so với Ipv4nhưng khả năng lý thuyết có thể cung cấp một không gian địa chỉ là 2128 =340 282 366

920 463 463 374 607 431 768 211 456 địa chỉ, nhiều hơn không gian địa chỉ của Ipv4 làkhoản 8 tỷ tỷ tỷ lần vì 232 lấytròn số là 4 109 còn 2128 lấy tròn số là 340 1036

Đây là không gian địa chỉ cực lớn với mục đích không chỉ cho internet mà còn cho tất

cả các mạng máy tính, hệ thống viễn thông, Người ta nói rằng từng chiếc điều hoà

tử lạnh … của từng gia đình một cũng sẽ mang một địa chỉ Ipv6 để chủ nhân củachúng có thể kết nối và ra lệnh từ xa Nhu cầu hiện tại chỉ cần 15% không gian địa chỉIpv6 còn 85% dự phòng trong tương lai

Biểu diễn địa chỉ IPv6

-Các hệ số thập phân, nhị phân, hexa decimal Chữ số chúng ta sử dụng trong cuộc sốngthường nhật được gọi là số thập phân Phép tính thực hiện với các con số thập phânđược gọi là cơ số 10 Mọi chữ số chỉ có thể biểu diễn được mười giá trị từ 0 đến 9 Đốivới con người, những con số hệ số thập phân vô cùng quen thuộc

Hệ thập phân (cơ số 10)

2024 = 4x100 + 2x101 + 0x102 + 2x103 = 2024

- Tuy nhiên, trong lĩnh vực kỹ thuật, máy móc lại sử dụng phổ biến hai hệ số khác,như con người quen thuộc với hệ số thập phân: đó là hệ nhị phân ( binary– cơ số 2)và

hệ số hexa decimal (cơ số 16)

-Các máy tính lưu trữ và xử lý thông tin bằng một tập hợp những đoạn thông tin vớihai tình trạng đơn giản “có” và “không” Hệ nhị phân chỉ bao gồm hai số “1” và “0”tương ứng tình trạng này Các giá trị bao gồm dãy các chữ số 0 và 1 Với cơ số 2, con

số nhị phân sẽ được quy đổi ra giá trị thập phân như sau:

Hệ nhị phân (cơ số 2):

1101 = 1x20 + 0x21 + 1x 22 + 1x23 = 13

Con số 13 của hệ số thập phân tương ứng với dãy số 1101 biểu diễn trong hệ nhị phân

- Nếu chuyển đổi một dãy số 32 bít nhị phân “11001011101000100011100110110111”sang dạng số thập phân theo quy tắc như trên, giá trị thập phân nhận được sẽ vô cùnglớn và khó nhớ Do vậy, người ta thường hay sử dụng cách thức nhóm các số nhị phân,

có thể theo 4 số (octet) hay 8 số (byte) Chuỗi số 32 bít trên có thể phân ra như sau:

“1100 1011 1010 0010 0011 1001 1011 0111”

- Nếu phân từng nhóm 4 số nhị phân, mỗi nhóm sẽ có 16 giá trị thập phân từ 0 đến 15.Hoàn toàn có thể xây dựng một hệ số có 16 giá trị Hệ số đó được gọi là hệ sốhexadecimal, còn gọi tắt là hexa, cơ số 16

Hexa decimal (cơ số 16)

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F F= 15 (thập phân) = 1111 (nhị phân) CA82 = 2x160 + 8x161 + 10x162 + 12x163 = 51842

- Cách viết địa chỉ IPv4:

Địa chỉ IPv4 gồm 32 bit nhị phân, được chia thành các nhóm 8 bít phân cách nhau bằngdấu chấm và chuyển thành giá trị thập phân cho dễ nhớ

- Địa chỉ IPv6 được viết dưới dạng số hexa decimal Địa chỉ IPv6 có độ dài 128 bít nhịphân 128 bít nhị phân này được chia thành các nhóm 4 bít, chuyển đổi viết theo sốhexadecimal và nhóm 4 số hexa thành một nhóm phân cách nhau bằng dấu “:” Kết quả,địa chỉ ipv6 được biểu diễn thành một dãy số gồm 8 nhóm số hexa cách nhau bằng dấu

“:”, mỗi nhóm gồm 4 chữ số hexa:

Địa chỉ Ipv6 :128 bit

0010 0000… 00… 1100 1011 1010 0010 0011 1001 1011 0111

 32 cụm 4 bit -32 chữ số hexa-8 cụm 4 chữ số hexa

 2000:0000:0000:0000:0000:0000:CBA2:3987

- Rút gọn cách viết địa chỉ IPv6:

Không như địa chỉ IPv4, địa chỉ ipv6 có rất nhiều dạng Trong đó có những dạng chứanhiều chữ số 0 đi liền nhau Nếu viết toàn bộ và đầy đủ những con số này thì dãy sốbiểu diễn địa chỉ IPv6 thường rất dài Do vậy, có thể rút gọn cách viết địa chỉ ipv6 theohai quy tắc sau đây:

+ Quy tắc 1: Trong một nhóm 4 số hexa, có thể bỏ bớt những số 0 bên trái Ví dụ cụm

số “0000” có thể viết thành “0”, cụm số “09C0” có thể viết thành “9C0”

+ Quy tắc 2: Trong cả địa chỉ ipv6, một số nhóm liền nhau chứa toàn số 0 có thể khôngviết và chỉ viết thành “::” Tuy nhiên, chỉ được thay thế một lần như vậy trong toàn bộmột địa chỉ ipv6 Điều này rất dễ hiểu Nếu chúng ta thực hiện thay thế hai hay nhiềulần các nhóm số 0 bằng “::”, chúng ta sẽ không thể biết được số các số 0 trong một cụmthay thể bởi “::” để từ đó khôi phục lại chính xác địa chỉ IPv6 ban đầu

2 2 Cấu trúc địa chỉ IP version 6

Địa chỉ IP v4 chia ra làm 5 lớp A, B, C, D còn IP v6 lại chia làm 3 lớp chính sau:

2 2 1 Unicast Address

Địa chỉ đơn hướng Là địa chỉ dùng để nhận dạng từng Node một (Node = điểm nút làtập hợp các thiết bị chuyển mạch nằm ở trung tâm như Router chẳng hạn ), cụ thể làmột gói số liệu được gửi tới một địa chỉ đơn hưóng sẽ đựoc chuyển tới Node mang địachỉ đơn hưóng –Unicast đó

Trong loại địa chỉ này lại có rất nhiều kiểu, chúng ta hãy xem một số kiểu chính sauđây

a)Local –use unicast address:Là địa chỉ đơn hưóng dùng nội bộ, đựoc sử dụng chomột tổ chức có mạng máy tính riêng (dùng nội bộ ) chưa nối với mạng Internet toàn cầuhiện tại nhưng sẵn sàng nối được khi cần

Địa chỉ này được chia thành 2 kiểu Link local-nhận dạng đường kết nốinội bộ và Site Local -nhận dạng trong phạm vi nội bộ có thể có nhiều nhóm Node –Subnet

-Mẫu địa chỉ cho Link local Hình vẽ 1

10 bit 54 bit 64 bit

1111111010 00000 0000 Interface ID

Hình 1 :Cấu trúc địa chỉ của Link Local

-Mẫu địa chỉ cho Site local 2:

10 bit 38 bit 16 bit 64 bit

1111111011 00000 0 Subnet ID Interface ID

Hình 2 : Cấu trúc địa chỉ của Site Local

Các bit đầu tiên (trường hợp này là 10 bit ) tương tự như các bit nhận dạng lớp địachỉ (Class bit ) của Ipv4 nhưng ở Ipv6 được gọi là Prefix dùng để phân biệt các loại, cáckiểu địa chỉ khác nhau trong Ipv6

Trong cả hai trường hợp nêu trên trường Interface ID để nhận dạng thiết bị nhưNode hay Router nhưng đều sử dụng cùng tên miền

b) IPX Address :Internetwork Packet eXchange :Là trao đổi các gói số liệu giữamạng – các giao thức cơ bản trong hệ điều hành Novell netware Địa chỉ IPX đượcchuyển sang Ipv6 theo dạng sau

Đây là một cấu trúc quan trọng trong bược chuyển tiếp đổi từ địa chỉ cũ sang địa chỉmới trên Internet Có hai kiểu sau :

- Kiểu địa chỉ Ipv4 tương thích địa chỉ Ipv6 : Những Node mang địa chỉ Ipv6 sử dụngkiểu địa chỉ này để tải địa chỉ Ipv4 ở 32 bit sau như vậy mới kết nối được với các Nodemạng địa chỉ Ipv4 Hình vẽ 4:

80 bit 16 bit 32 bit

Hình 4 : Cấu trúc địa chỉ Ipv4 tương thích với IP v6

-Kiểu địa chỉ Ipv4 giả làm Ipv6 : Những Node mang địa chỉ Ipv4 sử dụng kiểu địachỉ này để tương thích với Ipv6 có vậy mới kết nối được với Node mang địa chỉ Ipv6.Hình vẽ 5 :

80 bit 16 bit 32 bit

000……… 000 F F F F Ipv4 Address

Hình vẽ 5 :Cấu trúc của địa chỉ Ipv4 giả là Ipv6

Sự khác nhau của hai kiểu địa chỉ này là 16 bit của kiểu thứ nhất giá trị tất cảcác bit khác đều = 0, còn kiểu thứ hai giá trị tất cả các bit đều = 1 (Mã Hexal là FFFF) d) Addggregate Global Unicast Address Địa chỉ đơn hướng trên mạng toàn cầu.Kiểu địa chỉ này được thiết kế cho cả ISP hiện tại và tương lai ISP trong tương lai cóquy mô lớn, như là các Interner Carrier Trường hợp này được gọi là các Trung tâmchuyển đổi (Exchange ) trên Internet, cung cấp khả năng truy nhập và dịch vụ Internetcho cả khách hàng lẫn ISP, hiện tại một số công ty lớn của Mỹ đã có quy mô này Hình6:

3 bit 13 bit 32 bit 16 bit 64 bit

FP TLA ID NLA ID SLA ID Interface ID

Hình 6 : Cấu trúc địa chỉ đơn hướng trên mạng toàn cầu

FP:Format Prefix :Nhận dạng kiểu địa chỉ

Interface ID:Nhận dạng Node

SLA ID –Site Level Aggregate :Nhận dạng cấp vùng

NLA ID-Next Level Aggregate :Nhận dạng cấp tiếp theo

TLA ID –Top Level Aggregate :Nhận dạng cấp cao nhất

2 2 2 Anycast Adderss Địa chỉ bất kỳ hướng nào

Là địa chỉ dùng để nhận dạng một “Tập hợp Node” bao gồm nhiều Node khácnhau hợp thành, cụ thể là một gói số liệu đựoc gửi tới một địa chỉ “Bất cứ hướng nào”

sẽ đựoc chuyển tới một Node gần nhất trong Tập hợp Node mang địa chỉ Anycast đó Kiểu địa chỉ này cũng tương tự như Unicast, nếu địa chỉ phân cho một Node thì

đó là Unicast, cùng địa chỉ đó phân cho nhiều Node thì đó lại là Anycast Vì địa chỉAnycast để phân cho một nhóm Node bao gồm nhiều Node hợp thành (một Subnet).Một gói số liệu gửi tới một địa chỉ Anycast sẽ được chuyển tới một Node (Router )gầnnhất trong Subnet mang địa chỉ đó

đó

Địa chỉ đa hướng của Ipv6 để nhận dạng một Tập hợp Node nói cách khác mộtnhóm Node Từng Node một trong nhóm đều có cùng địa chỉ như nhau :

8 Bit 4 Bit 4 Bit 112 Bit

Hình 8:Cấu trúc địa chỉ đa hướng

8 bit Prefix đầu tiên để nhận dạng kiểu địa chỉ đa hướng, 4 bit tiếp theo(Flags) cho 4 cờ giá trị

Ba bit đầu còn chưa dùng đến nên = 0, còn bit thứ 4 có giá trị T Nếu T=1 có nghĩađây là địa chỉ tạm thời Nếu T=0 có nghĩa địa chỉ này đã được NIC phân cố định Bốn bit tiếp theo (Scop) có giá trị thập phân từ 0 đến 15, tính theo Hexal là từ 0 đén

F Nếu giá trị của Scop =1 :cho Node Local

Nếu giá trị của Scop =2:cho Link Local

Nếu giá trị của Scop =5:cho Site Local

Nếu giá trị của Scop =8:Organizition Local

Nếu giá trị của Scop =E:Glocal scop -Địa chỉ Internet toàn cầu

Còn lại đều đang dự phòng

Ví dụ :các mạng LAN đang dùng theo chuẩn IEEE 802 MAC (Media AccessControl) khi dùng Ipv6 kiểu đa hướng sẽ sử dụng 32 bit cuối trong tổng số 112 bit dànhcho nhận dạng Node (Group ID) để tạo ra địa chỉ MAC, 80 bit còn lại chưa dùng tớiphải đặt =0 Hình 9:

8 bit 4 bit 4bit 80 bit 32 bit

11111111 Figs Scop 00000…00 MAC Address

Hình 9:Cấu trúc địa chỉ MAC của LAN

2 3 Cấu trúc và đặc điểm các dạng địa chỉ Ipv6

2 3 1 Giới thiệu chung

a)Cấu trúc chung của địa chỉ Ipv6

Địa chỉ Ipv6 có chiều dài 128 bits, có thể định dạnh cho một giao diện cụ thể hoặc mộttập các giao diện (điều này khác với Ipv4, một địa chỉ Ipv4 chỉ định danh duy nhất chomột giao diện trên mạng) Tất cả các loại địa chỉ Ipv6 được gán tới những giao diện,không gán cho các Node Vì mỗi giao diện có thể thuộc về một Node đơn, nên bất kỳkiểu địa chỉ unicast của 1 giao diện có thể sử dụng để định danh node đó trên mạng.Một giao diện có thể được chấp nhận với bất kỳ loại địa chỉ nào

b)Phân loại địa chỉ Ipv6

0 0 0 T

Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của Ipv6 là mở rộng cấu trúc địa chỉ Với thiết

kế mới, Ipv6 cho phép tăng chiều dài một địa chỉ IP từ 32 bits lên 128 bits Với kiếntrúc địa chỉ mới này, không gian địa chỉ tăng lên một con số vô cùng lớn Do vậy, khắcphục hạn chế số lượng địa chỉ của Ipv4 Tuy nhiên số lượng địa chỉ và cấu trúc địa chỉlớn cũng làm cho cơ chế phân bố và quản lý địa chỉ trở nên phức tạp hơn so với Ipv4.Các đặc tả về kiến trúc địa chỉ Ipv6 được mô tả trong tại liệu RFC1933 Theo kiến trúcđịa chỉ của Ipv6, có 3 loại như sau :

-Địa chỉ Unicast: Địa chỉ này được gán vào mỗi giao diện đơn Một gói tin có địa chỉnày sẽ được chuyển đến một giao diện cụ thể

-Địa chỉ Anycát : Địa chỉ này đuợc gán cho một nhóm các giao diện (thông thường

là những nodes khác nhau), và những gói tin có địa chỉ này sẽ được chuyển đổi giaodiện gần nhất có địa chỉ này Khái niệm gần nhất ở đay dựa vào khoảng cách gần nhấtxác định qua giao thức định tuyến sử dụng

-Địa chỉ Multicast : Địa chỉ này được gán cho một nhóm các giao diện (thông thường

là những nodes khác nhau) Một gói tin có địa chỉ multicast sẽ được chuyển tới tất cảcác giao diện có gán địa chỉ multicast này

Loại địa chỉ “anycast “ cũng sử dụng để định dạng một nhóm các host hoặc cácgiao diện trên mạng Sự khác nhau giữa “anycast” và “multicast” là quá trình chuyểngói dữ liệu Thay vì chuyển tới tất cả các thành viên trong nhóm, các gói được gửi từmột địa chỉ “anycast” chỉ được phát cho một điểm là thành viên gần nhất của nhóm.Khái niệm gần nhất ở đây được xác định thông qua giao thức định tuyến sử dụng Không có loại địa chỉ boardcast như trong Ipv4 ; vì chức năng của loại địa chỉ này

đã bao gồm trong nhóm địa chỉ multicast

c)Phân bổ địa chỉ Ipv6

Kích thước của địa chỉ Ipv6 có chiều dài gấp 4 lần kích thước của địa chỉ trong Ipv4(32*4=128) Do đó là có khoảng 4 x 4 tỉ không gian địa chỉ, khoảng :340, 282, 366,

920, 938, 463, 374, 607, 431, 768, 211, 456 địa chỉ Đây là một khoảng không gian vôcùng lớn Theo ước tính lý thuyết có khoảng 655, 570, 793, 348, 866, 943, 898, 599 địachỉ trên một met vuông bề mặt trái đất Tuy nhiên, không phải toàn bộ các địa chỉ nàyđều được sử dụng, những yêu cầu trong thực tế về gán và định tuyến địa chỉ yêu cầu tạo

một kiến trúc phân tầng làm cho giảm hiệu quả của việc sử dụng không gian địa chỉ.Theo thống kê địa chỉ 128 bit của Ipv6 là một điều không tưởng

Việc xác định loại địa chỉ dựa vào các bit đầu tiên của địa chỉ đó Cơ chế này gọi làđịnh dạng tiền tố FP (format Prefix) Phân bố của FP như sau:

Chiếm tỉ trọngtrong không gianđịa chỉ

Dự trữ phân bổ cho NSAP 0000001 1/128

Dự trữ cho phân bổ IPX 0000010 1/128

Địa chỉ Link-Local Unicast 111111110 10 1/1024

Địa chỉ Site-local Unicast 111111110 11 1/1024

chỉ anycast không được chỉ ra ở trong bảng phân bổ này vì sự phân bổ của chúng đãđựoc bao trùm bởi không gian địa chỉ loại unicast

Theo dự đoán có khoảng 15% không gian địa chỉ sẽ được sử dụng vào giai đoạnđầu, còn lại khoảng 85% sẽ được dự trữ cho tương lai

Để quản lý không gian địa chỉ hiệu quả và hợp lý, các nhà thiết kế giao thức Ipv6

đã đưa ra 2 cơ chế cấp phát địa chỉ như sau:

Cơ chế cấp phát chung:

Rút kinh nghiệm từ việc phân bổ địa chỉ của Ipv4, các nhà thiết kế Ipv6 đã xây dựngmột cơ chế phân bổ địa chỉ hoàn toàn mở, nghĩa là nó không phụ thuộc vào giai đoạnban đầu, hoàn toàn có thể thay đổi tuỳ thuộc vào những biến động trong tuơng lai vềviệc cấp phát và sử dụng địa chỉ cho các dịch vụ, các vùng khác nhau Mặt khác, nhữngngười thiết kế Ipv6 đã dự đoán trước những khả năng có thể phải sửa đổi một vài điểmnhư cấu trúc các loại địa chỉ, mở rộng một số loại địa chỉ… trong tương lai Điều này

là hoàn toàn đúng đắn với một giao thức đang trong giai đoạn xây dựng và hoàn thiện Phân loại địa chỉ Ipv6 không phải chỉ để cung cấp đầy đủ các dạng khuôn mẫu và dạngtiền tố của các loại địa chỉ khác nhau Việc phân loại địa chỉ theo các dạng tiền tố mộtmặt cho phép các host nhận dạng các ra loại địa chỉ theo các dạng tiền tố một mặt chophép các host nhận dạng ra các địa chỉ :mà ứng với mỗi loại địa chỉ cho các loại ứng xửkhác nhau Ví dụ:Vói địa chỉ có dạng tiền tố FE80::/16 host sẽ nhận dạng đó là địa chỉlink-local chỉ để kết nối các host trong cùng một mạng …

Cấp phát địa chỉ theo nhà cung cấp

Theo cấu truc bảng phân bổ địa chỉ ở trên, một trong số những loại địa chỉ Ipv6 quantrọng nhất là dạng địa chỉ Global Unicast Dạng địa chỉ này cho phép định danh mộtgiao diện trên mạng internet (mạng Ipv6) có tính duy nhất trên toàn cầu, ý nghĩa loạiđịa chỉ này cũng giống như loại địa chỉ Ipv4 định danh một host trong mạng hiện nay.Không gian của mạng địa chỉ Global Unicast là rất lớn ; để quản lý và phân bổ hợp lýcác nhà thiết kế Ipv6 đã đưa ra mô hình phân bổ địa chỉ theo cấp các nhà cung cấp dịch

vụ Internet

Dạng địa chỉ này gồm 3 bit tiền tố 010 theo sau bởi 5 thành phần mà mỗi thành phầnnày đuợc quản lý bởi các nhà cung cấp dịch vụ theo các cấp độ khác nhau Tuỳ theo

việc phân bổ địa chỉ các thành phần này có một chiều dài biến đổi- điều này một lầnnữa cho thấy tính “động” trong việc cấp phát và quản lý địa chỉ Ipv6

d)Các cách viết địa chỉ Ipv6

Địa chỉ Ipv6 có chiều dài 128 bit, nên vấn đề nhớ địa chỉ là hết sức khó khăn ; Nếu viếttheo dạng thông thường của địa chỉ Ipv4 thì một địa chỉ Ipv6 có 16 nhóm địa chỉ hệ cơ

số 10 Do vậy các nhà thiết kế đã chọn cách viết 128 bit địa chỉ thành 8 nhóm, mỗinhóm chiếm 2 bytes, mỗi bytes biễu diễn bằng 2 hệ số 16 ; mỗi nhóm ngăn cách nhaubởi dấu hai chấm Ví dụ :

FEDL:BA98:7654:FEDC:BA98:3210:ABCD

Ký hiệu Hexa có lợi là gọn gàng và nhìn đẹp hơn Tuy nhiên cách viết này cũng gâynhững phức tạp nhất định cho người quản lý hệ thống mạng Nhìn chung, mọi ngườithường sử dụng theo tên các host thay bằng các địa chỉ (điều này đuợc áp dụng từ Ipv4khi mà địa chỉ còn đơn giản hơn rất nhiều)

Một cách làm đơn giản khác là các quy tắc cho phép viết tắt Vì khởi điểm ban đầuchúng ta sẽ không sử dụng tất cả 128 bit chiều dài địa chỉ do đó sẽ có rất nhiều số 0 ởcác bit đầu

Một cải tiến đầu tiên là được phép bỏ qua những số không đứng trước thành phần hệ số

16, viết 0 thay vì viết đầy đủ 0000, ví dụ viết 8 thay vì 0008, viết 800 thay vì 0800 Quacách viết này cho chúng ta những địa chỉ ngắn gọn hơn

Ngoài ra xuất hiện một số quy tắc rút gọn đó là quy tắc về viết dấu hai chấm Trong mộtđịa chỉ, một nhóm liên tiếp các số 0 có thể đuợc thay thế bởi hai dấu chấm

e)Phương thức gán địa chỉ Ipv6

Theo đặc tả của giao thức Ipv6, tất cả các loại địa chỉ Ipv6 được gán cho các giao diện,không gán cho các nodes (khác với Ipv4) Một địa chỉ Ipv6 loại Unicast đuợc gán chomột giao diện đơn Vì mỗi giao diện thuộc một node đơn do vậy, mỗi địa chỉ unicastđịnh danh một giao diện sẽ định danh một node

Một giao diện đơn có thể được gán nhiều địa chỉ Ipv6 (cho phép cả 3 dạng địa chỉ đồngthời unicast, anycast, multicast), nhưng nhất thiết một giao diện phải được gán một địachỉ Ipv6 dạng Unicast link-local Các nhóm địa chỉ của dạng địa chỉ Unicast sẽ đựoc